книги из ГПНТБ / Соловьев Б.И. Теплотехнические испытания и эксплуатация судовых дизелей

способом м о ж н о определять

довольно•точно

скорость

судов

дли­

ной

д а ж е

меньше, чем 100 м, и со скоростью

выше, чем 15

узлов.

Во

всех рассмотренных

способах

скорость

определяется

по

формуле

v=st,

где

v

— скорость судна, у з л ы ;

s —- путь, пройденный м е ж д у двумя ориентирами за

время

измерения,

мили;

•t — время

прохождения

м е ж д у двумя ориентирами,

ч.

Необходимо

всегда д л я контроля

определять

скорость

судна

любыми д в у м я

способами.

П р а в и л ь н о с т ь замеренной

скорости

проверяется по

эксплуата ­

ционному

г р а ф и к у

v=f(n)j

п о с т р о е н н о м у . п о

р е з у л ь т а т а м

испы­

зывает

на

неточность определения

его составляющих

или

на

влияние

гидрометеорологических

условий.

П р и

определений скорости

надо

учитывать

следующие факто ­

ры, в ы з ы в а ю щ и е уменьшение скорости судна [49] :

увеличение

водоизмещения судна сверх нормального на .5%

вызывает уменьшение скорости на 1 %;

обрастание подводной части корпуса может повлечь за собой

потерю в скорости до 20—30%;

дифферент

судна на нос значительно уменьшает его скорость.

Д и ф ф е р е н т

на

корму, по крайней мере при полной загрузке

так­

ж е уменьшает

его скорость,

хотя

и

несколько

меньше,

чем

д и ф ­

ферент

на нос.

Крен

судна

в пределах нескольких градусов

вызывает

незначи­

части корпуса и н о р м а л ь н а я ее

обтекаемость, что влечет за

собой

потерю в скорости до 10—15%.

П р и встречном или близком

к нему направлении ветра

потеря

которых (тихоходных) судов до 20—30%.

Волнение

моря

значительно

увеличивает

сопротивление

воды

д в и ж е н и ю судна, вызывает перебои в работе двигателей,

требует

частой перекладки руля, т. е. прямо и косвенно влияет

на

величи­

ну скорости.

Н а мелководье

скорость судов может

понижаться на

10—15%.

§ 27. Измерение давлений, температур и влажности

воздуха

Измерение

давлений.

И з м е р я ю т абсолютное, избыточное

дав ­

ления и вакуум.. Действительное

д а в л е н и е в

какой - либо

среде

(га­

зе, жидкости)

называется

абсолютным

давлением pa ec

> отсчнты-

вается от абсолютного нуля давления

и

обозначается

ата

или

кгс/см2.

•

Избыточным

давлением

р и з б

(газа

в- баллоне,

пара

в

котле,

топлива

в

топливном

трубопроводе

и

т. д.)

называется

разница

м е ж д у абсолютным давлением в этой

среде

и

о к р у ж а ю щ и м

ат­

мосферным

давлением при условии, что это абсолютное

давле ­

ние больше

атмосферного.

Д а в л е н и я

больше

атмосферного,

т. е.

избыточные,

измеряются

манометрами

(в этом

случае

давление

называется

еще

манометрическим),

обозначаются

ати

или

кгс/см2.

Н о р м а л ь н о е

атмосферное

(барометрическое)

давление

воздуха

/7б

— это давление,

соответствующее

д а в л е н и ю

ртутного

столба

высотой

760

мм

рт. ст. при

температуре

воздуха

15°<С;

в

системе

М К Г С С приблизительно

равно

1,033

кгс/см2.

Д а в л е н и е ,

равное

1,033 кгс/см2,

является единицей измерения давлени я

и

называет ­

ся

физической

атмосферой,

1 атм =

1,033

кгс/см2.

Д л я

удобства расчета

в

технике

за

единицу

измерения

давле ­

ния принято

давление в 1 кгс/см2,

называемое

технической

атмо­

сферой,

1 ат=

\

кгс/см2.

Исходя

из

этого,

абсолютное давление

будет

определяться

формулой

или

/ 7 а 6 с = / 7 и з б _ Г " / 7 б

Рата

Ратп~\~^--

Д а в л е н и е

ниже

атмосферного

называется

разрежение м

или

вакуумом

и обозначается

ph:

Рп=Рб—Ра6с-

Р а з р е ж е н и е

измеряется

в

мм

вод.

ст., мм

рт. ст., в

процентах

или в кгс/см2.

Пр и

измерении

р а з р е ж е н и я

атмосферное

давление

принимается

за

нуль. Отсчет р а з р е ж е н и я

ведется

в сторону

умень­

шения давлени я

и

приближения

к

абсолютному

нулю

давления .

В

этом

случае

говорят,

что 'разрежение

растет. Абсолютная

пусто­

та

соответствует 760 мм

рт. ст., или 100%

разрежения .

Во время проведения испытаний, особенно на старых судах,

необходимо

всегда

о б р а щ а т ь

внимание

на

размерность

давлений,

показываемых приборами, которые могут быть в кг/см2,

ата,

ати,

атм, мм

рт. ст. и т. д., и

приводить

их

к одной

системе.

Перевод

р а з р е ж е н и я

из

одних

единиц

в

другие

производится

по

форму­

л а м :

„ '

1

р " п

1

р > 1 '

Ph =

l

— 1M100

= 11

— 735,6

'

где рк

— разрежение,

ата;

р'ь

— то же ,

%;

р'ь'

— то же ,

мм

рт.'ст.

В судовых силовых установках встречаются

величины

д а в л е ­

ний

от сотен кгс/см2

в топливной

системе

Д В С до

глубокого

раз ­

р е ж е н и я в конденсаторе котельной установки или в

вакуумном

испарителе.

Д л я измерения

давлений

применяются

следующие

приборы:

б а р о м е т р ы — д л я

атмосферного

д а в л е н и я ;

манометры — дл я дав -

-

ления

больше

атмосферного;

микроманомет ­

ры

(натюромеры)

— д л я

м а л ы х

д а в л е ­

ний

больше

атмосферного, -

д о

500 —

1000

мм

вод.

ст.; в а к у у м м е т р ы

и

микрова ­

куумметры

(тягомеры)

— д л я

р а з р е ж е н и я ;

м а н о в а к у у м м е т р ы — д л я

д а в л е н и я

или

р а з р е ­

ж е н и я

(одним

п р и б о р о м ) ; д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е

манометры — дл я

перепада

давлений .

П р и б о р ы

д л я

измерения

д а в л е н и я

по

принципу действия бывают жидкостные, пру­

жинные,

поршневые,

электрические

и т. д.

Жидкостные

измерители

давления.

Н а

судах

обычно

применяются

U - о б р а з н ы е

мано ­

метры

(рис. 99). Простота

конструкции,

на­

д е ж н о с т ь

в

эксплуатации,

небольшая

стои­

мость

и

достаточная

точность,

постоянство

п о к а з а н и й

независимо

от

срока

с л у ж б ы

обусловливают их широкое применение. П р е ­

дел измерения таких приборов от нескольких

мм вод. ст. до 3 кгс/см2,

р а б о ч а я

ж и д к о с т ь —

вода,

ртуть,

спирт.

Величина

измеряемого

д а в л е н и я

опреде­

Рис. 99. U-образ

ляется по ф о р м у л е

яый манометр

p=~\h

г/см?,

где

т — у д е л ь н ы й '

вес

р а б о ­

41

б)

чей

ж и д к о с т и

в труб ­

ке,

г/см3;

h — разность

уровней,

ом.

Удельные

веса

некоторых

жидкостей,

(г/см3):

ртуть

13,6, вода 1,0, спирт 0,8.

П р и

пользовании

U - образ -

ными

м а н о м е т р а м и ,

заполнен ­

ными водой или спиртом; от­

го

,„„

му

счет

производится

по

нижне ­

уровню

мениска

ж и д к о с т и

Рис. ,100. Снятие отсчета по

жидкост-

,

1 0 0 , а ) ,

а

при

заполне -

ному измерителю давления при залол-

^

а

ну

нении

трубки водой

и

спиртом (а) и

НИ И

ртутью — по

верхнему

ртутью

(б)

уровню

мениска (рис.

100,6).

Ж и д к о с т н ы е

измерители д а в л е н и я на судах

употребляются как

вакуумметры, тяго- и напоромеры

дл я з а м е р а :

д а в л е н и я проду­

вочного и наддувочного воздуха двигателей, давлений

отработав ­

ших газор до и после турбины, утилизационных котлов,

перепада

давлений воздуха

м е ж д у

топкой и

фронтом, а

т а к ж е в газоходе

вспомогательных

котлов.

Пружинные

измерители

давления

наиболее

распространены на

штатных приборов применяются манометры типа

М Т К (манометр

технический корабельный)

класса точности 2,5.

П р и б о р ы

классов

0,5 и

1 — контрольные.

П р и н ц и п действия этих

приборов состоит в измерении дефор ­

мации

упругих элементов

(трубчатых пружин,

м е м б р а н ) ,

проис­

метров типа М Т К является одновитковая т р у б ч а т а я

пружина

эл-

. липтического сечения. К одному концу ее подводится

измеряемое

давление, другой конец пружины з а п а я н и соединен

с

указатель ­

ной стрелкой. Пр и

увеличении д а в л е н и я трубка будет

разгибать ­

ся, при уменьшении — закручиваться

и перемещать

стрелку.

М а н о м е т р ы д о л ж н ы своевременно

поверяться.

Гарантией

пра­

вильности

работы

манометра является

то, что при

установившем ­

ся р е ж и м е

работы

двигателя- п о к а з а н и я манометра

д о л ж н ы нахо­

диться в пределах,

х а р а к т е р н ы х дл я данного двигателя

и р е ж и м а .

гает,

проверить

манометр .

К

достоинствам

пружинных

манометров

относятся: . большая

чувствительность

и

большой

д и а п а з о н

измерения — от

0,2

до

5000 кгс/см2,

точность показаний, возможность изготовления

при­

боров

с а м ы х

м а л ы х

размеров .

Грузопоршневые

манометры

( Г О С Т 8291—57) выпускаются с

верхним пределом

измерения

от 2,5 д о 2500

кгс/см2,

классов 0,2 и

0,5. Эти манометры

на судах

не применяются . П р и б о р ы

класса

0,2

типа

МП - 60

или

МП - 600 используются

в береговых

поверочных

л а б о р а т о р и я х , дл я

проверки

пружинных

манометров"

и

индика­

торов.

Максиметры.

Д л я

контроля

и регулирования

максимального

давления сгорания

и д а в л е н и я с ж а т и я газов

в рабочих

цилиндрах

торов типа «Майгак», широко применяются

максиметры

модели

1709 и 1711. Н а судах д л я этой ж е цели

иногда

применяется

га­

зовый максиметр «Зульцер» . Такой

ж е конструкции

максиметры

«Зульцер»

применяются дл я

определения

Давления топлива

после

топливного

насоса

высокого

давления .

М а к с и м е т р

м о д е л и

1709

(рис.

101)

манометрического

типа; действие его

основано

на том, что газы,

проходя

через

не - '

возвратный

клапан, воздействуют

на трубчатую

пружину

мано ­

М а к с и м е т р состоит из двух основных узлов: манометра

11,

из­

меряющего максимальное давление сгорания в рабочем

цилиндре

двигателя и клапанного

приспособления, которое в сборе с мано ­

метром

способно

сохранять

давление

после

отсоединения

максиметра

от

замеряемого

цилиндра .

К л а п а н н о е

приспо-

-

собление

состоит

из

невоз­

вратного

к л а п а н а

5,

игольча­

того

к л а п а н а

14

с

маховичком

13,

дроссельной

ш а й б ы 9 и

амортизирующей

стальной

трубки

10.

Невозвратный

к л а п а н

рас­

полагается

внутри

ребристого

корпуса

8,

который с помощью

штуцера 3, ниппеля 2 и на­

кидной

гайки

/

с

маховичком

16

присоединяется

к

индика­

торному

клапану

цилиндра .

Шток

невозвратного

к л а п а н а

д в и ж е т с я в н а п р а в л я ю щ е й 6,

на верхнем конце которой ус­

тановлены

регулировочный

винт 15 и стопорная гайка

7.

При

помощи

регулировочного

винта

подъем

к л а п а н а

уста­

навливается

0,15—0,2

мм.

Не ­

возвратный

клапан

опирается

на

седло 4.

14

Игольчатый

клапан

с

маховичком

13

служит

для

сброса

д а в л е н и я

и

выпуска

газов

из

максиметра-

после

з а м е р а . К л а п а н

п р е д о х р а н я ­

ется

от

выворачивания стопо­

ром

12.

Д р о с с е л ь н а я

шайба,

м а л ы й ход невозвратного

кла ­

пана

и

большой

объем

г а з а

за

ним

обеспечивают

плавное

повышение

д а в л е н и я

при

Рис.

.101. Максиметр модели

1709

пульсирующем

потоке

изме­

ряемого

газа

и

уменьшают

колебания

стрелки

манометра

при

замере . С т а л ь н а я

спиральная

трубка

10

предназначена

д л я

предохранения

манометра

от

нагрева

и

вибрации .

П о р я д о к измерения максимального

д а в л е н и я

в

цилиндре

дви­

гателя: продуть

индикаторный

к л а п а н ;

присоединить

максиметр

к нему; з а к р ы т ь

игольчатый клапан,

открыть

индикаторный

кла-

Основной к а п и л л я р

длиной 20

м

намотан

на штуцер

5

и на

корпус вентиля

7, откуда

снова

подводится к

штуцеру 5.

Основ­

ной к а п и л л я р

является

гасителем

колебаний

давлений,

которые

р а з в и в а ю т с я при

работе

двигателя . Т а к и м образом, стрелка

мано ­

метра показывает

среднее

давление .

Д л я ограничения

частоты

свободных

колебаний стрелки в при­

бор введен дополнительный к а п и л л я р , который

м о ж е т

быть

вклю ­

чен в

работу

вентилем 4, на

корпус которого н а м о т а н

сам

капил ­

л я р . П р и

закрытом

вентиле

газ,

поступающий

от двигателя,

про­

ходит

-через

дополнительный

к а п и л л я р . П р и открытом

вентиле

газ

проходит

в

основной

к а п и л л я р , минуя

дополнительный .

Фильтр

3

предназначен

д л я очистки

поступающих

от д в и г а т е л я

газов. К

не­

му присоединяется

второй

конец

переносного

к а п и л л я р а .

П р и н ц и п действия

пиметра П - 3 : давление газов,

р а з в и в а ю щ е е ­

ся в цилиндре двигателя, поступает через узел

подключения

/,

переносный

к а п и л л я р

2,

фильтр 3, д о п о л н и т е л ь н ы й

к а п и л л я р

9

в

основной

к а п и л л я р

8

прибора

и

д а л е е

через

штуцер

5

в

мано ­

метр

6.

П р и б о р

м о ж е т контролировать

р а б о т у

двухтактных

и

четырех­

тактных,

двигателей . П и м е т р

П - 3

является прибором

переносного

типа. Все

у з л ы

у л о ж е н ы

в

специальном

футляре.-

П р и р а б о т е

нельзя

допускать,

чтобы

пиметр

без

необходимости

н а г р е в а л с я ;

поэтому

рекомендуется.:

открывать

индикаторный

к л а п а н только

перед

получением

отсчета

по прибору;

не

произво­

дить

з а м е р ы

более

5

мин;

периодически,

через

50—100

замеров,

очищать

и

промывать

фильтр .

Н а

судах

применяются

т а к ж е

электрические

измерители

д а в ­

ления — дистанционные

манометры Э Д М У .

Измерение

температуры

в

судовых

условиях

производится

в

ж и д к и х и газообразных

средах,

при д а в л е н и я х

от

атмосферного

до 70

кгс/см2

жидкостно-с-теклянными

и

манометрическими

тер­

Жидкостно-стеклянные

термометры

заполняются

ртутью

или

спиртом,

ртутными

(основные

в

судовых

установках)

измеряют

температуры в интервале от —30

до

+ 5 0 0 ° С ,

спиртовыми — мину­

совые температуры

(от —25 до — 65°С) .

Эти

термометры

делятся:

по

конструкции — на

палочные и с

вложенной

шкалой,

по

назначению — на

образцовые

и

рабочие.

Р а б о ч и е термометры

изготовляются

как

л а б о р а т о р н ы м и ,

так

и

техническими. П а л о ч н ы е термометры

о б л а д а ю т

высокой

точно­

стью

и

применяются

в

основном

д л я л а б о р а т о р н ы х

измерений

или

как контрольные

термометры

на

судах.

Технические

термометры

с

вложенной

ш к а л о й

и

погружаемой

нижней

частью

(хвостови­

к о м ) , о б л а д а ю щ и е

повы­

шенной'

прочностью

по

сравнению

с

палочными,

применяются

в

силовых

установках

как

штатные

приборы .

•Палочный

термометр

(рис.

104, а)

представ­

л я е т

собой

толстостен­

ную

к а п и л л я р н у ю

труб­

ку

1

из

термостойкого

стекла; на которой нане­

сены

деления

ш к а л ы

2.

Пространство

в

капилля ­

ре

н а д

ртутью

заполня ­

ется

инертным

газом,

обычно азотом . П р и наб ­

людении

сквозь

толщу

стекла'

к а п и л л я р

со

ртутью

представляется

значительно

увеличен­

Рис.

104.

Жидкостно-стеклянные термо­

ным,

что

позволяет точ­

метры:

с

вложенной

но

производить

отсчет

о—палочный; б—технический

шкалой и п о г р у ж а е м о й нижней

частью

температур . Р е з е р в у а р

с

(прямой н

угловой); /—капиллярная

трубка;

2— пластинка

с

температурной

шкалой;

3—

ртутью

3

имеет

н а р у ж ­

резервуар

с ртутью; 4—пробка;

5—оболочка;

ный

д и а м е т р ,

одинако- •

—— 6—хвостовая

часть

вый

с

н а р у ж н ы м д и а м е т р о м

к а п и л л я р н о й

трубки,

равный

6—

8

мм.

Технический

стеклянный т е р м о м е т р

(рис. 104,

б)

с

в л о ж е н н о й

шкалой

( Г О С Т 2823—59) представляет

собой

к а п и л л я р н у ю

труб ­

лянной пластинке 2 молочного цвета,

помещенной сзади

к а п и л л я ­

ра,

на которой нанесена

ш к а л а . К а п и л л я р со ш к а л о й

помещены в

стеклянную

оболочку

5,

припаянную

к р е з е р в у а р у 3

со

ртутью .

Н а

оболочке

против нулевого д е л е н и я

ш к а л ы наносится

несмывае ­

мой

краской

метка,

чтобы проверять

правильность

установки

ш к а л ь н о й пластины . Сверху оболочка

з а к р ы т а пробкой 4, з а л и ­

той

гипсом.

особенно

в затемненных

или в труднодоступных д л я

наблюдения

местах,

з а п а з д ы в а н и е

показаний

вследствие большой

тепловой

инерции

(для

измерений

мгновенных п о к а з а н и й ) ,

невозможность

автоматической

регистрации и передачи показаний

на

расстояние,

м а л а я прочность. Эти

недостатки

ртутных термометров

обуслов­

мерения температур, таких, как электрические термометры

сопро­

тивления и термоэлектрические пирометры

( т е р м о п а р ы ) .

П е р е д проведением испытаний

(а т а к ж е

и в

период

эксплуа­

тации) ртутные термометры необходимо подвергнуть

внешней

проверке, .которая

д о л ж н а

выявить,

что:

ртуть

в

к а п и л л я р е .

не

имеет

р а з р ы в о в ;

ш к а л а

термометра

не

имеет

повреждений

и

на­

д е ж н о закреплена;

у термометров

с

вложенной шкалой

нестираю­

щ а я с я

метка

совпадает

с

делением

ш к а л ы ; к а п и л л я р н а я

трубка

плотно

прилегает

к

ш к а л е ;

длина

хвостовика

технического

термо­

метра

и

защитной

опра­

вы

доходит

до

середины

трубопровода

или

кол­

лектора, в котором про­

изводится

измерение тем­

пературы,

все применяе ­

мые

термометры

свое­

временно

поверены.

Р а з р ы в

жидкости

в

к а п и л л я р е

ликвидируют

путем

медленного

нагре­

вания

(или

о х л а ж д е н и я

д л я

высокоградусного

термометра)

всего

тер­

мометра

до

тех

пор,

по- •

ка

о т о р в а в ш а я с я

часть

не

соединится

с

основ­

ной

жидкостью .

Д л я

установки

и

за­

щиты

термометров

от

повреждений

применя ­

ют

защитные

оправы

(рис.

105).

З а щ и т н ы е

оп­

I

г

р а в ы

д л я

технических

стеклянных

термомет­

Рис. 105.

Оправы термометров:

ров

изготавливаются

п о

а—углового; б—прямого;

/—крышка; 2—асбесто­

Г О С Т

3029—59.

В

зави­

вая набивка;

3—футляр;

4—колено; 5—накидная

симости

от

условий экс­

гайка;

6—ниппель;

7—штуцер

с защитной

гиль­

зой; 8—пыж;

9—сетка;

10—ж и д к и й или сыпучий

плуатации

устанавлива -

наполнитель